TWI735711B

TWI735711B - 半導體器件晶片及半導體器件晶片的製造方法

Info

Publication number: TWI735711B
Application number: TW106142368A
Authority: TW
Inventors: 鈴木克彥
Original assignee: 日商迪思科股份有限公司
Priority date: 2017-01-10
Filing date: 2017-12-04
Publication date: 2021-08-11
Also published as: JP6827676B2; US20180197823A1; CN108288614A; US10325858B2; KR20180082350A; TW201841330A; DE102018200209A1; JP2018113294A; KR102346917B1; CN108288614B

Abstract

[課題]提供一種半導體器件晶片及半導體器件晶片的製造方法，其可在不採用板金屏蔽的情形下，阻斷對無線系統造成不良影響之電磁波雜訊。 [解決手段]一種半導體器件晶片，具備半導體基板、半導體元件、配線型樣、複數個外部連接電極、電磁波屏蔽膜，及接地配線，該半導體基板具有第1面及與該第1面相反側之第2面，該半導體元件是形成於該半導體基板之第1面上，該配線型樣是將一端連接於該半導體元件且將另一端露出於已形成在該半導體基板之第1面上的機能層之正面，該等外部連接電極是搭載於該機能層之正面上，並電連接於該配線型樣之另一端，該電磁波屏蔽膜是形成於該半導體基板之該第2面及該半導體基板及該機能層之側面，且屏蔽電磁波，該接地配線是電連接於該電磁波屏蔽膜，並形成於該機能層上。

Description

半導體器件晶片及半導體器件晶片的製造方法

發明領域本發明是有關於一種半導體器件晶片及半導體器件晶片的製造方法。

發明背景近年來，在行動電話或智慧型手機等的行動無線通訊機器中，為了高機能化、高性能化等，搭載於機器內之構成無線系統之表面聲波(SAW)器件或天線單元(antenna element)等之電子零件的數量已逐漸增加。

另一方面，搭載於機器內之DRAM或快閃記憶體等的各種半導體封裝(package)之資料傳送速度已變快，其結果，有下述之問題：從各種半導體封裝產生之電磁波形成雜訊(noise)，而對無線系統造成不良影響。

現在，作為其對策而使用的是板金屏蔽(shield)，該板金屏蔽是以金屬板包圍包含產生電磁波雜訊之半導體封裝的電路(參照例如，日本專利特開2001-44680號公報及日本專利特開2004-72051號公報)。先前技術文獻專利文獻

專利文獻1：日本專利特開2001-44680號公報專利文獻2：日本專利特開2004-72051號公報

發明概要發明欲解決之課題然而，在採用了如專利文獻1或專利文獻2所記載之以金屬板包圍包含半導體封裝的電路之板金屏蔽構造的情況下，由於在安裝上會導致必要之面積變大，所以已成為行動電話或智慧型手機等之行動無線通訊機器的小型化或薄型化的阻礙因素。

本發明是有鑒於此種問題點而作成的發明，其目的在於提供一種半導體器件晶片及半導體器件晶片的製造方法，其可在不採用板金屏蔽的情形下，阻斷對無線系統造成不良影響之電磁波雜訊。用以解決課題之手段

根據請求項1記載之發明，可提供一種半導體器件晶片，該半導體器件晶片之特徵在於具備有半導體基板、半導體元件、配線型樣、複數個外部連接電極、電磁波屏蔽膜，及接地用配線，該半導體基板具有第1面、及與該第1面相反側之第2面，該半導體元件是形成於該半導體基板之該第1面上，該配線型樣是將一端連接於該半導體元件，並將另一端露出於形成在該半導體基板之第1面上的機能層之正面，該等外部連接電極是搭載於該機能層之正面上，並電連接於該配線型樣之另一端，該電磁波屏蔽膜是形成於該半導體基板之該第2面及該半導體基板及該機能層之側面，且屏蔽電磁波，該接地用配線是電連接於該電磁波屏蔽膜，並形成於該機能層上。

根據請求項2記載之發明，可提供一種於請求項1記載之半導體器件晶片的製造方法，該半導體器件晶片的製造方法之特徵在於具備有：半導體晶圓準備步驟，準備半導體晶圓，該半導體晶圓是在形成於半導體基板之第1面上的機能層上以格子狀地形成之複數條分割預定線所區劃出的各區域中分別形成半導體元件，並在該機能層之正面配設複數個外部連接電極，並且在該機能層上形成有電連接該半導體元件與該等複數個外部連接電極之配線型樣；保護膜被覆步驟，在該半導體晶圓之形成有該外部連接電極之面的整個面上塗佈液狀樹脂來形成保護膜；分割步驟，在實施該保護膜被覆步驟之後，藉由切削刀沿著分割預定線來切削該半導體晶圓，而將該半導體晶圓分割成一個個的半導體器件晶片；電磁波屏蔽膜形成步驟，在已分割之該半導體器件晶片的第2面及側面上被覆金屬膜，以形成阻斷電磁波之電磁波屏蔽膜；及保護膜去除步驟，在實施該電磁波屏蔽膜形成步驟之後，將被覆於該半導體器件晶片之形成有該外部連接電極之面上的該保護膜去除。

較佳的是，半導體器件晶片的製造方法更具備局部保護膜去除步驟，該局部保護膜去除步驟是在實施前述保護膜被覆步驟之後，且在實施前述分割步驟之前，沿著該半導體基板之該分割預定線，來將該分割預定線上之該保護膜部分地去除。發明效果

根據本發明，可以提供一種半導體器件晶片，該半導體器件晶片是在半導體器件晶片之上表面及側面被覆由金屬膜所形成之電磁波屏蔽膜，而可於進一步將半導體器件晶片安裝於主機板時，形成透過接地用配線將電磁波屏蔽膜接地之構造，藉此不需要使用板金屏蔽而不會對無線系統造成不良影響。

用以實施發明之形態以下，參照圖式詳細地說明本發明的實施形態。參照圖1(A)，所示為半導體晶圓11的立體圖。在半導體晶圓11的正面11a，是將複數條分割預定線13形成為格子狀，且在以交叉的分割預定線13所區劃出的各區域中形成有半導體元件(器件)15。各器件15是連接於形成在半導體晶圓11之正面11a的複數個外部連接電極(凸塊)17。

更詳細來說，是如圖1(B)所示，在半導體晶圓11之矽等的半導體基板19上形成有機能層21，該機能層21是將複數個導電膜與複數個層間絕緣膜各自交互地積層而形成。

在由機能層21的分割預定線13所區劃出的各區域中是藉由熟知之光刻法(photolithography)而形成半導體元件(器件)15，且在機能層21的正面上搭載有複數個外部連接電極(凸塊)17。

半導體元件15與凸塊17是藉由形成於機能層21的配線型樣23而電連接。形成於機能層21之正面的接地用配線24也連接於凸塊17。

在圖1(B)中，各分割預定線13具有W1之寬度，且於半導體晶圓11之背面11b露出有半導體基板19。在本發明實施形態之半導體器件晶片的製造方法中，首先是實施準備如上述之半導體晶圓11的半導體晶圓準備步驟。

接著，如圖2所示，由液狀樹脂塗佈裝置12將液狀樹脂14塗佈到半導體晶圓11之形成有外部連接電極17的正面(第1面)11a的整個面上，以實施如圖3所示，在半導體晶圓11之正面11a上形成保護膜25的保護膜被覆步驟。

保護膜被覆步驟可以藉由以往習知之網版(screen)印刷法、噴塗(spray coating)法、層疊(laminate)法、旋轉塗覆(spin coating)法、噴墨(ink jet)法及蒸鍍法等來實施。

如圖3所示，在實施保護膜被覆步驟之後，實施半導體晶圓支持步驟，該半導體晶圓支持步驟是將半導體晶圓11的背面11b側貼附於切割膠帶T，並將切割膠帶T的外周部貼附於圖未示之環狀框架，而透過切割膠帶T以環狀框架支持半導體晶圓11。

接著，實施分割步驟，該分割步驟是透過切割膠帶T將半導體晶圓11吸引保持在切削裝置的工作夾台上，並如圖3所示，以切削裝置的切削刀16來切削朝半導體晶圓11之縱向及橫向伸長的所有的分割預定線13，而將半導體晶圓11分割成一個個的半導體器件晶片。在此分割步驟中，是將切削刀16沿著分割預定線13切入至切割膠帶T為止，來對半導體晶圓11進行全切(full cut)。

較佳的是，在實施藉由切削刀16進行的分割步驟之前，實施保護膜局部去除步驟，該保護膜局部去除步驟是如圖4(A)所示，從雷射加工裝置的雷射光束照射單元之聚光器18，將對保護膜25具有吸收性之波長的脈衝雷射光束LB沿著半導體晶圓11之分割預定線13照射，來部分地去除保護膜25。

在此保護膜局部去除步驟中，因為要去除比分割預定線13之寬度W1更寬的寬度W2之保護膜25，所以必須將脈衝雷射光束涵蓋寬度W2來進行複數次掃描。實施如此之局部保護膜去除步驟是為了在後續實施之電磁波屏蔽膜形成步驟中，使電磁波屏蔽膜確實地連接於接地用配線24。

更佳地是，為了使聚光器18所照射出的脈衝雷射光束LB的漏光不會對半導體元件15造成不良影響，而如圖4(B)所示，在對應於雷射光束LB所照射之分割預定線13的大致中央部附近，預先形成雷射光束遮蔽膜27。脈衝雷射光束LB之漏光會被此雷射光束遮蔽膜27遮擋，而可防止對半導體元件15造成不良影響之情形。

在實施分割步驟之後，實施半導體器件晶片支持步驟，該半導體器件晶片支持步驟是將已分割之半導體器件晶片的上下翻轉，而如圖5所示，將半導體器件晶片之保護膜25側貼附於切割膠帶T上，並將切割膠帶T之外周部貼附於圖未示之環狀框架上，以透過切割膠帶T以環狀框架支持複數個半導體器件晶片(在圖5中僅圖示1個)。

在實施半導體器件晶片支持步驟之後，實施電磁波屏蔽膜形成步驟，該電磁波屏蔽膜形成步驟是將已支持於切割膠帶T上的複數個半導體器件晶片搬入蒸鍍爐中，且藉由化學氣相沉積(Chemical Vapor Deposition，CVD))或物理氣相沉積(Physical Vapor Deposition，PVD)，而如圖5所示地，將金屬膜被覆在半導體器件晶片之上表面及側面，來形成阻斷電磁波之電磁波屏蔽膜25。

藉由實施此電磁波屏蔽膜形成步驟，可以製造出以電磁波屏蔽膜25被覆半導體器件晶片之上表面及側面的半導體器件晶片33。

此電磁波屏蔽膜25之厚度宜為例如2μm~10μm之範圍，且較佳為3μm~8μm。形成電磁波屏蔽膜25之金屬可採用例如銅、鋁、鎳、不銹鋼等。

在實施電磁波屏蔽膜形成步驟之後，如圖6所示，實施保護膜去除步驟，該保護膜去除步驟是去除被覆於半導體器件晶片33之形成有外部連接電極17之面(第1面)11a的保護膜25。在此狀態下，電磁波屏蔽膜31是電連接於已形成於半導體器件晶片33的正面(第1面)11a之接地用配線24。

從而，當透過外部連接電極17於主機板上對半導體器件晶片33進行倒裝晶片(flip chip)安裝時，會變得可將電磁波屏蔽膜31透過接地用配線24及外部連接電極17來電連接於圖未示之主機板的接地型樣，而將電磁波屏蔽膜31接地。

在此，圖6所示之半導體器件晶片33包含有半導體基板19及機能層21，該半導體基板19具有第1面19a、第1面19a之相反側的第2面19b，及側面19c，該機能層21是將形成於半導體基板19之第1面19a上的複數個導電膜與複數個層間絕緣膜交互地積層而成。

可藉由熟知之光刻法在機能層21內形成半導體元件(器件)15，且在機能層21之正面搭載複數個外部連接電極(凸塊)17。

半導體元件15與凸塊17是藉由形成於機能層21之配線型樣23而互相地電連接。接地用配線24也電連接於外部連接電極17。因此，半導體基板19的上表面(第2面)19b及半導體基板19之側面19c與機能層21之側面，是被電磁波屏蔽膜31所被覆。

參照圖7(A)，所顯示的是表示分割步驟之其他實施形態的截面圖。在本實施形態中，是從聚光器18朝半導體晶圓11之分割預定線13照射對半導體基板19及保護膜25具有吸收性之波長(例如355nm)的脈衝雷射光束LB，並藉由燒蝕(ablation)加工而形成雷射加工溝35來對半導體晶圓11進行全切(full cut)。

針對朝第1方向伸長之所有的分割預定線13、及朝與該第1方向伸長之分割預定線正交之方向伸長的所有的分割預定線13，也是照射脈衝雷射光束LB來對半導體晶圓11進行全切，而將半導體晶圓11分割成一個個的半導體器件晶片。

參照圖7(B)，所顯示的是分割步驟之另一實施形態的截面圖。在本實施形態中，是在照射雷射光束來去除保護膜之後，將其保護膜作為遮罩，並對半導體晶圓11照射電漿37，且藉由電漿蝕刻而沿著所有的分割預定線13來形成分割溝39，以將半導體晶圓11分割成半導體器件晶片。

在實施於圖7(A)所示之分割步驟及於圖7(B)所示之分割步驟之後，實施圖5所示之電磁波屏蔽膜形成步驟及圖6所示之保護膜去除步驟。

11‧‧‧半導體晶圓11a‧‧‧正面11b‧‧‧背面12‧‧‧液狀樹脂塗佈裝置13‧‧‧分割預定線14‧‧‧液狀樹脂15‧‧‧半導體元件(器件)16‧‧‧切削刀17‧‧‧外部連接電極(凸塊)18‧‧‧聚光器19‧‧‧半導體基板19a‧‧‧第1面19b‧‧‧第2面19c‧‧‧側面21‧‧‧機能層23‧‧‧配線型樣24‧‧‧接地用配線25‧‧‧保護膜27‧‧‧雷射光束遮蔽膜31‧‧‧電磁波屏蔽膜33‧‧‧半導體器件晶片35‧‧‧雷射加工溝37‧‧‧電漿39‧‧‧分割溝T‧‧‧切割膠帶W1、W2‧‧‧寬度LB‧‧‧脈衝雷射光束

圖1(A)是在正面具有複數個凸塊(bump)之半導體晶圓的立體圖，圖1(B)是圖1(A)所示之半導體晶圓之局部放大截面圖。圖2是顯示保護膜被覆步驟之一例的立體圖。圖3是顯示分割步驟之半導體晶圓的局部放大截面圖。圖4(A)是顯示保護膜局部去除步驟之半導體晶圓的局部放大截面圖，圖4(B)是顯示保護膜局部去除步驟之在對應於分割預定線的晶圓內部具有雷射光束遮蔽膜之半導體晶圓的局部放大截面圖。圖5是顯示電磁波屏蔽膜形成步驟之半導體器件晶片的放大截面圖。圖6是顯示保護膜去除步驟之半導體器件晶片的放大截面圖。圖7(A)是顯示藉由雷射光束之照射進行的分割步驟之半導體晶圓的局部放大截面圖，圖7(B)是顯示藉由電漿蝕刻(plasma etching)進行之分割步驟的半導體晶圓之局部放大截面圖。

11b‧‧‧背面

15‧‧‧半導體元件(器件)

17‧‧‧外部連接電極(凸塊)

19‧‧‧半導體基板

19a‧‧‧第1面

19c‧‧‧側面

21‧‧‧機能層

23‧‧‧配線型樣

24‧‧‧接地用配線

25‧‧‧保護膜

31‧‧‧電磁波屏蔽膜

33‧‧‧半導體器件晶片

Claims

一種半導體器件晶片，其特徵在於具備有：半導體基板，具有第1面及與該第1面相反側之第2面；半導體元件，配置於該半導體基板之前述第1面上；配線型樣，具有連接於該半導體元件的一端、及露出於設置在該半導體基板之前述第1面上的機能層之正面的另一端，該機能層具有複數個導電膜、及與該複數個導電模相交替地形成的複數個層間絕緣膜；複數個外部連接電極，搭載於前述機能層之該正面上，並電連接於該配線型樣之另一端；電磁波屏蔽膜，用於屏蔽電磁波，且該電磁波屏蔽膜被配置成直接接觸該半導體基板之前述第2面及前述機能層之側面；及接地用配線，電連接於前述電磁波屏蔽膜，並配置於前述機能層上。
一種半導體器件晶片的製造方法，其特徵在於包含：準備半導體晶圓的準備步驟，該半導體晶圓具備有半導體基板，具有第1面；機能層，配置於該半導體基板的前述第1面；複數個半導體元件，各別形成於該機能層上的藉由複數條分割預定線所區劃出的各區域；複數個外部連接電極，配置於前述機能層的正面；及配線型樣，配置於前述機能層且將前述半導體元件與前述外部連接電極彼此電連接；保護膜被覆步驟，在已配置有前述外部連接電極的前述機能層的整個面上塗佈液狀樹脂來形成保護膜；分割步驟，在實施該保護膜被覆步驟之後，沿著前述分割預定線來將前述半導體晶圓分割成一個個的半導體器件晶片；電磁波屏蔽膜形成步驟，於該半導體器件晶片的第2面及側面上被覆金屬膜，以形成屏蔽電磁波之電磁波屏蔽膜，且該電磁波屏蔽膜形成步驟是在分割步驟後實施；及保護膜去除步驟，在實施該電磁波屏蔽膜形成步驟之後，將該保護膜從已配置有前述外部連接電極之前述機能層的整個面上去除。
如請求項2之半導體器件晶片的製造方法，其更包含有去除步驟，在實施前述保護膜被覆步驟之後，且在實施該分割步驟之前，沿著該半導體基板之前述分割預定線，來將前述保護膜部分地去除，在部分地去除前述保護膜的該去除步驟中，前述保護膜的另一部分留置於前述外部連接電極，在該保護膜去除步驟中，再將前述保護膜的前述另一部分去除。
如請求項2之半導體器件晶片的製造方法，其中在將前述半導體晶圓分割成該一個個半導體器件晶片的該分割步驟中，包含利用切削刀沿著前述分割預定線分割該半導體晶圓。
如請求項2之半導體器件晶片的製造方法，其中在將前述半導體晶圓分割成該一個個半導體器件晶片的該分割步驟中，包含沿著前述分割預定線對該半導體基板照射雷射光束，前述雷射光束是對前述半導體基板具有吸收性之波長的雷射光束。
如請求項2之半導體器件晶片的製造方法，其中在將前述半導體晶圓分割成該一個個半導體器件晶片的該分割步驟中，包含利用電漿蝕刻的方式沿著前述分割預定線來處裡前述半導體晶圓。
如請求項2之半導體器件晶片的製造方法，其中該機能層具有複數個導電膜、及與該複數個導電模相交替地形成的複數個層間絕緣膜。
如請求項2之半導體器件晶片的製造方法，其中，在實施該分割步驟之後且實施該電磁波屏蔽膜形成步驟之前，更包含有將該半導體器件晶片上下翻轉的倒轉步驟。